JP6024128B2 - 車両用液圧ブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用液圧ブレーキ装置、詳しくは、回生協調ブレーキや自動ブレーキを実行可能な構造において、良好な操作フィーリング（いわゆるペダルフィーリング）を確保することを可能にしたブレーキ装置に関する。

高圧の液圧源から供給される液圧を調圧装置によってドライバーのブレーキ操作に応じた値や、電子制御装置がドライバーのブレーキ操作とは無関係に設定した値に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダのマスタピストンの作動を助勢してブレーキ液圧を発生させることのできるバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。

同文献の図1に記載されたブレーキ装置は、ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストンと、高圧の液圧源から供給される液圧を、目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧して駆動液圧室に送り込む調圧手段（調圧部）と、調圧後の液圧でマスタピストン（第１ピストン）を駆動してブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダを有している。

前記入力ピストンは、ハウジング（ボデー）内の隔壁にあけた孔に液密、かつ、軸方向摺動自在に挿入されており、その入力ピストンの先端がブースト圧（調圧された高圧液圧源からの液圧）の導入される駆動液圧室に入り込んでいる。また、この入力ピストンの後部大径部の前面を入力ピストンの進退量に応じて容積変化を生じる液圧室に臨ませ、この液圧室にその液圧室の容積変化に応じた反力を発生させるストロークシミュレータを接続している。

そして、さらに、入力ピストンの外周と入力ピストンを貫通させたハウジングの隔壁の孔の内周面との間にシール部材でシールしている。

特開２０１１−２４０８７３号公報

上記特許文献１に記載されたブレーキ装置は、調圧手段によって調圧された液圧が駆動液圧室に導入されると、マスタシリンダのマスタピストンがその圧力を背面に受けて前進する。このとき、駆動液圧室には、高圧の液圧源からの液圧が導入される。これに対し、ストロークシミュレータを接続した液圧室に生じる液圧は、ドライバーのブレーキ操作によって発生させ得る、限られた大きさの液圧であることから、両液室間に大きな液圧差が生じ、その液圧差によって、両液圧室間の連通を遮断している前記シール部材が低圧の液圧室側に向けて押し動かされる（シール部材を収納する溝は、シール部材の膨張などに対応するためにシール部材との間に遊びのあるものになっており、その遊びの範囲でシール部材が動く）。そのときの移動量はさほど大きくないが、近年のブレーキ装置は小型化の進展が著しく、その小型のブレーキ装置では、シール部材の変位による液圧室の容積変動率が無視できないものになる。

そのシール部材の変位による液圧室の容積変動が起こると、ブレーキペダルに加わるブレーキの操作反力がブレーキ操作量と対応しないものになってブレーキの操作フィーリングが悪化する。

そこで、この発明は、特許文献１が提案しているようなバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置において起こるシール部材の変位に起因した操作フィーリングの悪化の問題を解消することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、高圧の液圧源から供給される液圧を
調圧装置でドライバーのブレーキ操作に応じた圧力、又は、電子制御装置が設定した目標
制動力を得るのに必要な圧力に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダを作動させてブレ
ーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をホイールシリンダに向けて供給するバイワイヤ
式の車両用液圧ブレーキ装置を以下の通りに構成した。
即ち、ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストンと、この入力ピストンの進退量に
応じて容積の変化する第１液室と、この第１液室とともにハウジングの内部に設けられ、
前記調圧後の液圧を導入して前記マスタシリンダのマスタピストンに加える第２液室と、
前記第１液室の容積変化に応じた反力を発生させるストロークシミュレータと、
前記ハウジングの内部に配置されて第１液室を前記第２液室から区画する区画部材と、
その区画部材の外周又は前記ハウジングの内孔に形成される環状シール溝に収容されて
前記ハウジングの内孔と前記区画部材との間をシールする環状シール部材と、その環状シ
ール部材の前記環状シール溝内での軸方向移動を制限する移動制限部を有し、
前記環状シール部材が前記移動制限部に拘束され、前記環状シール溝の第２液室側溝面との間に環状シール部材の膨張、変形を許容する空間を有する状況下で環状シール溝の第１液室側溝面に密着するように、
前記環状シール溝を、前記第１液室側に位置して前記第２液室を臨む溝側面と、その溝側面に対向して前記第２液室側に形成され、前記環状シール部材が接してその環状シール部材を前記溝側面に密着させる、溝の奥端側で溝幅を狭める方向に傾斜したテーパ面と、その溝側面とテーパ面間をつなぐ溝底面とを有する形状にしてこの環状シール溝で前記移動制限部を構成した。

なお、前記区画部材は、前記ハウジングから独立させてハウジングの内孔に嵌合固定するもの、ハウジングと一体に形成するもののどちらであってもよい。ハウジングから独立した区画部材を設けるものは、その区画部材の少なくとも外周側を環状シール部材でシールする。

ハウジングから独立した区画部材やハウジングと一体の区画部材に貫通孔が設けられ、その貫通孔に入力ピストンやマスタピストンを挿入する構造では、区画部材の内周側も環状シール部材でシールする。必要があれば、その区画部材の内周側の環状シール部材も移動制限部を設けて拘束する。

区画部材の内周側の環状シール部材は、ブレーキ操作がなされたときに液圧差による第１液室側への変位力を打ち消す方向の力を受ける（入力ピストンやマスタピストンに締代をもって外嵌されるため、入力ピストンやマスタピストンと一緒に動こうとする）。従って、その区画部材の内周側の環状シール部材については、移動制限部が不要なケースも考えられるが、その区画部材の内周側の環状シール部材も、移動制限部を備えていればより良い効果を期待できる。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置は、第１液室と第２液室の連通を遮断する環状シール部材の移動制限部を設け、前記第２液室の圧力が、前記マスタピストンが動き出すときの圧力よりも低い状況下では、環状シール部材が環状シール溝の第１液室側溝面に密着するようにしたので、第２液室に高圧の液圧源から調圧された液圧が導入されても環状シール部材の第１液室側への移動が移動制限部によって阻止される。

従って、環状シール部材の変位による第１液室の容積変動が起こらず、入力ピストンを介してブレーキペダルに加わるブレーキの操作反力がブレーキ操作量と対応する状況が維持されブレーキの操作フィーリングの悪化が防止される。

なお、環状シール部材を収容する環状シール溝を、テーパ面の含まれた溝にしてその環状溝で前記移動制限部を構成するものは、環状シール部材によるシール部の構造が複雑にならず、シール部の加工、組立ても容易である。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置の一例を示す断面図 図１のＡ部を拡大して示す図 移動制限部の他の形態（これは参考例である）を示す断面図 移動制限部のさらに他の形態（これも参考例である）を示す断面図 ハウジングと一体の区画部材に入力ピストンを貫通させたブレーキ装置の要部の断面図 ハウジングと一体の区画部材にマスタピストンを貫通させたブレーキ装置の要部の断面図

以下、この発明の車両用液圧ブレーキ装置の実施の形態を、添付図面の図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、例示の車両用液圧ブレーキ装置は、ブレーキ液圧発生装置１と、ブレーキ操作量に応じた操作反力を発生させるストロークシミュレータ２と、ブレーキ液圧発生装置１で発生させた液圧で作動して各車輪に制動力を加えるホイールシリンダ４と、ブレーキ液圧発生装置１からホイールシリンダ４に供給されるブレーキ液圧を必要に応じて調整するＡＢＳユニット５を有する。

また、高圧の液圧源６と、その液圧源６から供給される液圧を、目標制動力を得るために必要な圧力に調整する調圧装置７と、ブレーキの操作状況や車両の挙動を検出する既知の各種センサからの情報に基づいて目標制動力を設定し、調圧装置７に対して必要な調圧指令を出す電子制御装置（ＥＣＵ）９を有している。電子制御装置９は、ブレーキの操作状況や車両の挙動を検出する既知のセンサ類や各種センサからの情報に基づいて目標制動力を設定し、高圧の液圧源から第２液室に導入される液圧を、目標制動力を得るために必要な圧力に調整するように調圧装置に対して指令を出す。

ブレーキ液圧発生装置１は、リザーバ１０ａを備えている。図示のブレーキ液圧発生装置１は、ブレーキペダル１１と、そのブレーキペダル１１を戻り方向に付勢する復帰スプリング１２と、ブレーキペダル１１に接続された入力ロッド１３と、ブレーキペダル１１から入力ロッド１３経由で伝達されるブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン１４と、タンデム型のマスタシリンダ１５を組み合わせて構成されている。

入力ピストン１４とマスタシリンダ１５は、ハウジング１６の内部に組み込まれている。ハウジング１６の内孔には位置固定の区画部材１７が組み込まれており、入力ピストン１４を貫通させたその区画部材１７の内部に、入力ピストン１４の進退量に応じて容積の変化する第１液室（第１反力室）Ｃ１が設けられ、ストロークシミュレータ２につながれたその第１液室Ｃ１の前方に、区画部材１７の先端に形成された隔壁１７ａを介して第２液室Ｃ２が設けられている。

そしてさらに、区画部材１７の後部側外周にリザーバ１０ａに通じた大気圧の第３液室Ｃ３が設けられている。１０ｂは、液圧源６を組み付けたブロックに内蔵された副リザーバである。この副リザーバ１０ｂは、リザーバ１０ａを共用して省略することがある。

隔壁１７ａに形成された貫通孔１７ｄには、入力ピストン１４が液密、かつ、軸方向摺動自在に挿通され、マスタピストン１５ａの背面が第２液室Ｃ２に臨んでいる。

マスタシリンダ１５は、２個のマスタピストン（プライマリピストンとセカンダリピストン）１５ａ、１５ｂと、各ピストンを復帰させる復帰スプリング１５ｃと、各ピストンの外周をシールするカップシール１５ｄを備えており、マスタピストン１５ａ、１５ｂで圧力室ＰＣ１、ＰＣ２のブレーキ液を加圧してブレーキ液圧を発生させる。これは周知の構造のシリンダである。

ＡＢＳユニット５は、ホイールシリンダ４の液圧を必要時に降圧させる減圧用電磁弁（図示せず）と、ホイールシリンダ４の液圧を必要時に昇圧させる増圧用電磁弁（これも図示せず）を備える周知の構造の調圧ユニットである。

液圧源６も、モータに駆動されるポンプ６ａと蓄圧器６ｂを組み合わせた周知の構造の液圧源である。

調圧装置７は、既知の調圧弁７ａと、増圧用リニア電磁弁７ｂと、減圧用リニア電磁弁７ｃを組み合わせたもので、増圧用リニア電磁弁７ｂと減圧用リニア電磁弁７ｃが電子制御装置９からの指令に基づいて制御される。

その制御により調圧弁７ａの内部に設けられた液圧室（図示せず）に液圧源６から導入される液圧が調整され、調整後の液圧に応じた位置に制御ピストン（図示せず）が変位して調圧弁７ａの弁部の開度が制御される。

その動作により、液圧源６から供給される液圧が、電子制御装置９が設定した圧力（通常ブレーキや回生協調ブレーキの実行時には、ブレーキ操作に応じた助勢圧）に調整され、調整後の液圧が助勢圧として第２液室Ｃ２に導入される。その液圧でマスタシリンダ１５が作動して目標制動力を発生させるのに必要なブレーキ液圧を発生させる。

図中Ｐの符号を入れた要素は、必要箇所の液圧を検出する圧力センサである。この圧力センサは、図示の装置では、ストロークシミュレータ２の導入圧を検出する位置と、第２液室Ｃ２に導入されるブースト圧を検出する位置及び液圧源６の圧力を検出する位置の３箇所に設けられている。

区画部材１７の外周と内周（貫通孔１７ｄ）には、環状シール溝１７ｂ、１７ｃ（符号は図２参照）が設けられ、外周の環状シール溝１７ｂに環状シール部材１８が、内周の環状シール溝１７ｃに環状シール部材１９がそれぞれ収容されている。環状シール部材１８、１９は、ともにＯリングを用いたがこれに限定されるものではない。

環状シール部材１８は、区画部材１７の外周とハウジング１６の内孔の内周面との間を液密にシールする。また、環状シール部材１９は、区画部材１７の内周（貫通孔１７ｄ）とその貫通孔１７ｄに貫通させた入力ピストン１４の外周との間を液密にシールする。

区画部材１７の外周には、環状シール溝１７ｂを兼用した環状シール部材１８の移動制限部２０が設けられている。その移動制限部２０は、環状シール溝１７ｂを、第１液室側Ｃ１に位置して第２液室Ｃ２側を臨む溝側面Ｓｓと、その溝側面Ｓｓに対向して第２液室側Ｃ２に形成する、溝１７ｂの奥端側で溝幅を狭める方向に傾斜したテーパ面Ｔｓと、溝側面Ｓｓとテーパ面Ｔｓ間をつなぐ溝底面Ｂｓとを有する形状にしてその環状シール溝１７ｂで構成している（図２参照）。

その移動制限部２０を兼用した環状シール溝１７ｂは、第２液室Ｃ２の圧力が、マスタピストン１５ａが動き出すときの圧力よりも低い状況下では、環状シール部材１８が、テーパ面Ｔｓ（第２液室側溝面）との間に自身の膨張、変形を許容する空間を有して収容されてテーパ面の作用で溝側面Ｓｓ（第１液室側溝面）に密着するように構成されている。

その構造により環状シール部材１８は、環状シール溝１７ｂの溝面に拘束され、第２液室Ｃ２と第１液室Ｃ１との間に所定の差圧（環状シール部材をその部材の摺動抵抗に打ち勝って動かし得る差圧）以上の差圧が生じても、溝側面Ｓｓ（第１液室側溝面）に受け止められて第１液室Ｃ１側への移動が阻止される。

そのために、環状シール部材１７ｂの変位による第１液室Ｃ１の容積変動が起こらず、ブレーキペダル１１に加わるブレーキの操作反力がブレーキ操作量と対応した状態になって良好な操作フィーリングが得られる。

なお、環状シール溝のテーパ面Ｔｓとの間には、環状シール部材１８の膨張、変形を許容する空間が確保されており、その空間が、環状シール溝１７ｂと環状シール部材１８との間に従来設けていた遊びと同様の働きをするので、環状シール部材１８の組み付けが困難になるなどの問題は生じない。

既に述べたように、区画部材の内周（貫通孔１７ｄ）側に配置した環状シール部材１９は、ブレーキ操作がなされたときにその環状シール部材１９によって外周のシールがなされたピストン（図１、図２の構造は入力ピストン１４）から、液圧差による第１液室Ｃ１側への変位力を打ち消す方向の力を受けるので、図１の装置は、移動制限部を伴わないものにしたが、この環状シール部材１９も移動制限部を設けて動き止めすることができる。

移動制限部２０は、図３に示すように、環状シール溝１７ｂを、テーパ面Ｔｓにかわる段差面が溝側面Ｓｓとの対向部に形成された形状にして作りだすこともできる。また、図４に示すように、環状シール部材１８（又は１９）と第２液室Ｃ２側の溝面との間に環状シール部材を溝側面Ｓｓに弾性的に押し付ける弾性部材（これはウエーブワッシャなどでもよい）２１を介在して作りだすこともできる。

区画部材１７は、図５、図６に示すように、ハウジング１６と一体に形成されていてもよい。このハウジング１６と一体の区画部材１７は、隔壁１７ａの中心にあけた孔（貫通孔１７ｄ）に入力ピストン１４、又はマスタピストン１５ａを挿通し、それらのピストンと隔壁１７ａの貫通孔１７ｄの内周面との間を、環状シール部材１９で液密にシールする。隔壁１７ａの貫通孔１７ｄに入力ピストン１４を挿通した図１，５の構造は、この発明を特許文献１に開示されているブレーキ装置に適用したものと考えてよい。

この構造は、環状シール溝１７ｃを、移動制限部２０を兼用する溝、或いは、移動制限部２０を併設した溝にしてその環状シール溝１７ｃに収容した環状シール部材１９のマスタピストン１５ａ作動時の第１液室側への変位を阻止する。

以上の通りに構成したこの発明の車両用液圧ブレーキ装置は、通常ブレーキが実行されるときには、ブレーキペダル１１が踏み込まれると、調圧装置７によって調圧された液圧源６からの液圧が第２液室Ｃ２に導入され、第２液室Ｃ２に導入された助勢圧を受けてマスタピストン１５ａが前進してマスタシリンダ１５が作動し、圧力室ＰＣ１、ＰＣ２にブレーキ液圧が発生する。

このとき、環状シール部材１８や１９は、第２液室Ｃ２と第１液室Ｃ１との間に生じた差圧を受ける。しかしながら、それらの環状シール部材は、移動制限部２０によって第１液室Ｃ１側への移動が阻止されており、従って、環状シール部材の変位による第１液室Ｃ１の容積変動が起こらず、ブレーキペダルに加わる操作反力がブレーキ操作量と対応したものになってブレーキの操作フィーリングの悪化が防止される。

また、この発明の車両用液圧ブレーキ装置は、電気系統失陥時には、入力ピストン１４がマスタピストン１５ａに突き当ってドライバーのブレーキ操作力に依存したブレーキ液圧がマスタシリンダによって作り出される。従って、安全性は確保される。

１ ブレーキ液圧発生装置
２ ストロークシミュレータ
４ ホイールシリンダ
５ ＡＢＳユニット
６ 液圧源
６ａ ポンプ
６ｂ 蓄圧器
７ 調圧装置
７ａ 調圧弁
７ｂ 増圧用リニア電磁弁
７ｃ 減圧用リニア電磁弁
９ 電子制御装置
１０ａ リザーバ
１１ ブレーキペダル
１２ 復帰スプリング
１３ 入力ロッド
１４ 入力ピストン
１５ マスタシリンダ
１５ａ，１５ｂ マスタピストン
１５ｃ 復帰スプリング
１５ｄ カップシール
１６ ハウジング
１７ 区画部材
１７ａ 隔壁
１７ｂ，１７ｃ 環状シール溝
１８，１９ 環状シール部材
２０ 移動制限部
２１ 弾性部材
Ｃ１〜Ｃ３ 第１液室〜第３液室
Ｐ 圧力センサ

Claims (2)

1. 高圧の液圧源（６）から供給される液圧を調圧装置（７）でドライバーのブレーキ操作に応じた圧力、又は、電子制御装置（９）が設定した目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダ（１５）を作動させてブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をホイールシリンダ（４）に向けて供給するバイワイヤ式の車両用液圧ブレーキ装置であって、
   ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン（１４）と、この入力ピストンの進退量に応じて容積の変化する第１液室（Ｃ１）と、この第１液室（Ｃ１）とともにハウジング（１６）の内部に設けられ、前記調圧後の液圧を導入して前記マスタシリンダのマスタピストン（１５ａ）に加える第２液室（Ｃ２）と、
   前記第１液室（Ｃ１）の容積変化に応じた反力を発生させるストロークシミュレータ（２）と、
   前記ハウジング（１６）の内部に配置されて前記第２液室（Ｃ２）と第１液室（Ｃ１）とを互いに区画する区画部材（１７）と、
   その区画部材（１７）の外周又は前記ハウジング（１６）の内孔に形成される環状シール溝（１７ｂ）に収容されて前記ハウジングの内孔と前記区画部材との間をシールする環状シール部材（１８）と、その環状シール部材（１８）の前記環状シール溝（１７ｂ）内での移動を制限する移動制限部（２０）とを有し、
   前記環状シール部材（１８）が前記移動制限部（２０）に拘束され、前記環状シール溝（１７ｂ）の第２液室側溝面との間に環状シール部材の膨張、変形を許容する空間を有する状況下で環状シール溝の第１液室側溝面に密着するように、
   前記環状シール溝（１７ｂ）を、前記第１液室（Ｃ１）側に位置して前記第２液室（Ｃ２）を臨む溝側面（Ｓｓ）と、その溝側面（Ｓｓ）に対向して前記第２液室（Ｃ２）側に形成され、前記環状シール部材（１８）が接してその環状シール部材（１８）を前記溝側面（Ｓｓ）に密着させる、溝の奥端側で溝幅を狭める方向に傾斜したテーパ面（Ｔｓ）と、その溝側面（Ｓｓ）とテーパ面（Ｔｓ）間をつなぐ溝底面（Ｂｓ）とを有する形状にしてこの環状シール溝（１７ｂ）で前記移動制限部（２０）を構成した車両用液圧ブレーキ装置。
2. 高圧の液圧源（６）から供給される液圧を調圧装置（７）でドライバーのブレーキ操作に応じた圧力、又は、電子制御装置（９）が設定した目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダ（１５）を作動させてブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をホイールシリンダ（４）に向けて供給するバイワイヤ式の車両用液圧ブレーキ装置であって、
   ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン（１４）と、この入力ピストンの進退量に応じて容積の変化する第１液室（Ｃ１）と、この第１液室（Ｃ１）とともにハウジング（１６）の内部に設けられ、前記調圧後の液圧を導入して前記マスタシリンダのマスタピストン（１５ａ）に加える第２液室（Ｃ２）と、
   前記第１液室（Ｃ１）の容積変化に応じた反力を発生させるストロークシミュレータ（２）と、
   前記ハウジング（１６）の一部を構成し、前記第２液室（Ｃ２）と第１液室（Ｃ１）とを互いに区画するとともに、前記入力ピストン（１４）及びマスタピストン（１５ａ）の一方が挿通される貫通孔（１７ｄ）を有する区画部材（１７）と、
   その区画部材（１７）の前記貫通孔（１７ｄ）に形成される環状シール溝（１７ｃ）に収容されて前記貫通孔（１７ｄ）とこれに挿通されるピストン（１４又は１５ａ）との間をシールする環状シール部材（１９）と、その環状シール部材（１９）の前記環状シール溝（１７ｃ）内での移動を制限する移動制限部（２０）とを有し、
   前記環状シール部材（１９）が前記移動制限部（２０）に拘束され、前記環状シール溝（１７ｃ）の第２液室側溝面との間に環状シール部材（１９）の膨張、変形を許容する空間を有する状況下で環状シール溝の第１液室側溝面に密着するように、
   前記環状シール溝（１７ｃ）を、前記第１液室（Ｃ１）側に位置して前記第２液室（Ｃ２）を臨む溝側面と、その溝側面に対向して前記第２液室（Ｃ２）側に形成され、前記環状シール部材（１９）が接してその環状シール部材（１９）を前記溝側面に密着させる、溝の奥端側で溝幅を狭める方向に傾斜したテーパ面と、その溝側面とテーパ面間をつなぐ溝底面とを有する形状にしてこの環状シール溝（１７ｃ）で前記移動制限部（２０）を構成した車両用液圧ブレーキ装置。

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